(57)【要約】【課題】  露光装置に用いる光走査装置の回転多面鏡の反射面の汚れに起因する主走査方向の光ビームスポットの光パワー分布の不均一を反射面に対する反射率の入射角依存性で補償するようにして画像の濃淡むらや色むらが起き難いようにする。【解決手段】  像担持体の周囲に帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段を配した画像形成ステーションを少なくとも１つ以上設け、その画像形成ステーションで形成されたトナー像を転写媒体に転写させる画像形成装置において、露光手段に偏向反射面として回転多面鏡１を用いた光走査装置が用いられ、その光走査装置の回転多面鏡１の各偏向反射面２への入射光の偏光方向が略Ｐ偏光となるように設定され、かつ、回転多面鏡による偏向光ビーム１６の偏向上流側から回転多面鏡の各偏向反射面へ光１５を入射させるように設定されている画像形成装置。【選択図】        図１
2005300815.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体の周囲に帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段を配した画像形成ステーションを少なくとも１つ以上設け、前記画像形成ステーションで形成されたトナー像を転写媒体に転写させる画像形成装置において、
前記露光手段に偏向反射面として回転多面鏡を用いた光走査装置が用いられ、
前記光走査装置の回転多面鏡が汚染物質を含んだ空気中を回転することによりその汚染物質が回転多面鏡の各偏向反射面に不均一に付着して面内の反射率が不均一になるのを、偏向反射面の入射角による反射率の依存性で補償するように、回転多面鏡の回転方向と、偏向反射面への入射光の入射位置とが設定されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
像担持体の周囲に帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段を配した画像形成ステーションを少なくとも１つ以上設け、前記画像形成ステーションで形成されたトナー像を転写媒体に転写させる画像形成装置において、
前記露光手段に偏向反射面として回転多面鏡を用いた光走査装置が用いられ、
前記光走査装置の回転多面鏡の各偏向反射面への入射光の偏光方向が略Ｓ偏光となるように設定され、かつ、回転多面鏡による偏向光ビームの偏向下流側から回転多面鏡の各偏向反射面へ光を入射させるように設定されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
像担持体の周囲に帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段を配した画像形成ステーションを少なくとも１つ以上設け、前記画像形成ステーションで形成されたトナー像を転写媒体に転写させる画像形成装置において、
前記露光手段に偏向反射面として回転多面鏡を用いた光走査装置が用いられ、
前記光走査装置の回転多面鏡の各偏向反射面への入射光の偏光方向が略Ｐ偏光となるように設定され、かつ、回転多面鏡による偏向光ビームの偏向上流側から回転多面鏡の各偏向反射面へ光を入射させるように設定されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記光走査装置が前記現像手段の重力方向の略下方に配置されていることを特徴とする請求項１から３の何れか１項記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関し、特に、露光装置に用いる回転多面鏡の反射面が汚れても光パワーの面内不均一を起こし難く、画像の濃淡むらや色むらが起き難い画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
回転多面鏡（ポリゴンミラー）を用いた光走査装置において、使用時間の経過と共に回転多面鏡の反射面に空気中の塵や埃が衝突付着し、汚れが生じる。その汚れにより反射率が低下することにより被走査面上の光ビームスポットの光パワーが低下するが、反射面の汚れは各反射面内で不均一となるために、被走査面の主走査方向の光パワー分布も不均一となってしまう。このような光走査装置を用いた電子写真レーザープリンターを継続して使用する中に、このような光パワー分布の不均一に起因する画像の濃淡むらや色むらが生じるようになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来は、このような回転多面鏡の反射面の汚れによる光パワー分布の不均一を防止する手段としては、回転多面鏡を密閉する方法がとられていたが、その場合でも反射面の汚れは避けられず使用時間の経過と共にどうしても画像の濃淡むらや色むらが生じてしまっていた。
【０００４】
本発明は従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、露光装置に用いる光走査装置の回転多面鏡の反射面の汚れに起因する主走査方向の光ビームスポットの光パワー分布の不均一を、反射面に対する反射率の入射角依存性で補償するようにして画像の濃淡むらや色むらが起き難いようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成する本発明の画像形成装置は、像担持体の周囲に帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段を配した画像形成ステーションを少なくとも１つ以上設け、前記画像形成ステーションで形成されたトナー像を転写媒体に転写させる画像形成装置において、
前記露光手段に偏向反射面として回転多面鏡を用いた光走査装置が用いられ、
前記光走査装置の回転多面鏡が汚染物質を含んだ空気中を回転することによりその汚染物質が回転多面鏡の各偏向反射面に不均一に付着して面内の反射率が不均一になるのを、偏向反射面の入射角による反射率の依存性で補償するように、回転多面鏡の回転方向と、偏向反射面への入射光の入射位置とが設定されていることを特徴とするものである。
【０００６】
本発明のもう１つの画像形成装置は、像担持体の周囲に帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段を配した画像形成ステーションを少なくとも１つ以上設け、前記画像形成ステーションで形成されたトナー像を転写媒体に転写させる画像形成装置において、
前記露光手段に偏向反射面として回転多面鏡を用いた光走査装置が用いられ、
前記光走査装置の回転多面鏡の各偏向反射面への入射光の偏光方向が略Ｓ偏光となるように設定され、かつ、回転多面鏡による偏向光ビームの偏向下流側から回転多面鏡の各偏向反射面へ光を入射させるように設定されていることを特徴とするものである。
【０００７】
本発明のさらにもう１つの画像形成装置は、像担持体の周囲に帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段を配した画像形成ステーションを少なくとも１つ以上設け、前記画像形成ステーションで形成されたトナー像を転写媒体に転写させる画像形成装置において、
前記露光手段に偏向反射面として回転多面鏡を用いた光走査装置が用いられ、
前記光走査装置の回転多面鏡の各偏向反射面への入射光の偏光方向が略Ｐ偏光となるように設定され、かつ、回転多面鏡による偏向光ビームの偏向上流側から回転多面鏡の各偏向反射面へ光を入射させるように設定されていることを特徴とするものである。
【０００８】
以上において、本発明は、光走査装置が現像手段の重力方向の略下方に配置されている場合に好適なものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明においては、露光手段の光走査装置に用いる回転多面鏡が汚染物質を含んだ空気中を回転することによりその汚染物質が回転多面鏡の各偏向反射面に不均一に付着して面内の反射率が不均一になるのを、偏向反射面の入射角による反射率の依存性で補償するように、回転多面鏡の回転方向と、偏向反射面への入射光の入射位置とを設定したので、使用時間の経過と共に光パワー分布の不均一に起因する画像の濃淡むらや色むらが生じることが起き難くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の画像形成装置に用いる光走査装置の基本原理は、回転多面鏡の反射面での反射率の入射角依存性と、その反射面の汚れによる反射率の位置依存性とを相互に補完するように、光源からの光の偏光を選ぶと共に、回転多面鏡の反射面への入射方向を選択することにある。
【００１１】
図５に示すように、回転多面鏡１が矢印で示したように回転すると、周囲の空気が各反射面２に対して相対的に反射面回転方向と逆方向に流れて空気流４となるが、相互に隣り合う反射面２、２の境界のエッジ部３より下流側では乱流となり、空気流４中に含まれる塵や埃を巻き込んで各反射面２に衝突し、各反射面２の主に境界エッジ部３の下流側（反射面２回転方向先端側）２’が顕著に汚れる。境界エッジ部３の下流側２’が汚れると言うことは、偏向の上流側、すなわち、光ビームの主走査方向の書き始め側が汚れると言うことであり、レーザープリンターを継続的に使用する中に、書き始め側の光ビームスポットの光パワーが低下することとなる。
【００１２】
図６に、一定時間稼働した回転多面鏡１の各反射面２の汚れによる反射光量の反射面上の位置に依存した低下を示す。横軸の反射面上の位置は、走査光ビームによる書き始め位置を０、書き終わり位置を１で示してあり、縦軸は反射光量の相対値である。なお、測定は同一入射角で行った。
【００１３】
一方、回転多面鏡１の反射面２が金属反射面に保護膜をコーティングしてなる反射面である場合には、図７に示すように、Ｓ偏光で入射する場合は、入射角（法線に対する角度）が大きくなる程反射率が上がり、Ｐ偏光では反射率が下がる。この傾向は、保護膜をコーティングしていない金属反射鏡で反射面２を構成する場合も同じである。
【００１４】
そこで、本発明においては、回転多面鏡１の偏向反射面２に入射する光の偏光方向に応じて、偏向光ビームの偏向上流側あるいは下流側から入射させるようにして、図６の書き始め側の光ビームスポットの光パワーの低下を図７の反射率の入射角依存性で補償するようにする。その具体的な配置を図１と図２に示す。
【００１５】
図１と図２において、本発明による光走査装置は、例示として、光源１１、照明レンズ１２、回転多面鏡１、走査光学系１３、被走査面（電子写真レーザープリンターの場合は、感光体）１４で構成されており、光源１１からの光は照明レンズ１２により平行光ビームに変換され（面倒れ補正を行う場合は、回転多面鏡１の回転軸に直交する方向には平行光になり、その回転軸に平行な方向には回転多面鏡１の偏光反射面２近傍に集光するように変換され）、その光ビーム１５は回転多面鏡１の偏向反射面２に入射し、その偏向反射面２で反射偏向された光ビームは走査光学系１３を経て図の矢印方向へ偏向される偏向光ビーム１６に変換され、被走査面１４に入射して集束する。
【００１６】
図１の配置は、偏向反射面２に入射する光ビーム１５がＰ偏光（電場ベクトル振動方向が入射面に平行）の場合である。図１においては、Ｐ偏光の光ビーム１５が偏向反射面２に対して、偏向光ビーム１６の偏向上流側から入射しており、偏向の最初は偏向反射面２に対して小さな入射角で入射し、順に入射角は大きくなり、偏向の最後では偏向反射面２に対して大きな入射角で入射することになる。そのため、偏向反射面２での反射率は下がっていくが（図７）、偏向反射面２の汚れが著しく反射率が低下する偏向反射面２の回転方向先端側２’（図５）には最初に入射するので、偏向反射面２の汚れによる反射率の最初の低下は反射率の入射角依存性により補償することができる。
【００１７】
図３に、図１の配置の場合に、回転多面鏡１の偏光反射面２が塵、埃等で汚れた状態での光ビーム１５の入射角に対する反射光量の分布の１例を示す。図中、実線が図１の配置の場合の反射光量の分布を示し、破線は図１とは反対の側（偏向光ビーム１６の偏向下流側）から光ビーム１５を入射させた場合の反射光量の分布を示す。回転多面鏡１の偏光反射面２が汚れる前は、図７のＰ偏向の曲線に対応する反射光量の分布を示していたが、一定時間稼働して偏光反射面２が汚れてくると、図３のように、相対的に偏向の最初部分（書き始め側）の光パワーが低くなり、主走査範囲全体ではよりバランスのとれた分布になり、主走査方向の光パワー分布の不均一がより目立たなくなる。仮に、図３の破線のように、図１とは反対の側から光ビーム１５を入射させる場合には、走査範囲の両端での光パワーの差が大きくなりすぎ、光パワー分布の不均一が目立つようになってしまい、濃度むらや色むらが起きやすくなる。
【００１８】
図２の配置は、偏向反射面２に入射する光ビーム１５がＳ偏光（電場ベクトル振動方向が入射面に垂直）の場合である。図２においては、Ｓ偏光の光ビーム１５が偏向反射面２に対して、偏向光ビーム１６の偏向下流側から入射しており、偏向の最初は偏向反射面２に対して大きな入射角で入射し、順に入射角は小さくなり、偏向の最後では偏向反射面２に対して小さな入射角で入射することになる。そのため、偏向反射面２での反射率は下がっていくが（図７）、偏向反射面２の汚れが著しく反射率が低下する偏向反射面２の回転方向先端側２’（図５）には最初に入射するので、偏向反射面２の汚れによる反射率の最初の低下は反射率の入射角依存性により補償することができる。
【００１９】
図４に、図２の配置の場合に、回転多面鏡１の偏光反射面２が塵、埃等で汚れた状態での光ビーム１５の入射角に対する反射光量の分布の１例を示す。図中、実線が図２の配置の場合の反射光量の分布を示し、破線は図２とは反対の側（偏向光ビーム１６の偏向上流側）から光ビーム１５を入射させた場合の反射光量の分布を示す。回転多面鏡１の偏光反射面２が汚れる前は、図７のＳ偏向の曲線に対応する反射光量の分布を示していたが、一定時間稼働して偏光反射面２が汚れてくると、図４のように、相対的に偏向の最初部分（書き始め側）の光パワーが低くなり、主走査範囲全体ではよりバランスのとれた分布になり、主走査方向の光パワー分布の不均一がより目立たなくなる。仮に、図４の破線のように、図２とは反対の側から光ビーム１５を入射させる場合には、走査範囲の両端での光パワーの差が大きくなりすぎ、光パワー分布の不均一が目立つようになってしまい、濃度むらや色むらが起きやすくなる。
【００２０】
なお、回転多面鏡１の偏向反射面２に入射する光ビーム１５の偏光方向（Ｐ偏光、Ｓ偏光）は使用する光源１１から射出する光が直線偏光の場合は、その射出光の偏光方向が所望の方向を向くように回転調整し、光源１１から射出する光が直線偏光以外の場合は、行路中に偏光子を配置して光ビーム１５が所望の偏光方向になるように調整する。
【００２１】
以上のように、図１、図２の何れの配置においても、初期光パワー分布の傾きと、反射面の汚れによって生じるパワー分布の傾きが互いに補うように作用するため、本発明の光走査装置を用いた電子写真レーザープリンター等による画像は濃度むらや色むらが起き難くなる。
【００２２】
さて、以上のような本発明による光走査装置は、特に、画像形成装置の汚れやすい環境に配置する場合に特に有効なものである。図８は、本発明による光走査装置を適用するに好適な本発明の電子写真プロセスを用いた画像形成装置（電子写真レーザープリンター）３０の１実施例の全体構成を示す模式的断面図である。この実施例の画像形成装置３０は、単一の像担持体（感光体ドラム）３１を用い、その像担持体３１の周囲にその回転方向の上流から下流にかけて配設された、単一のコロナ帯電手段からなる帯電手段３２と、像担持体（感光体ドラム）３１の母線方向に繰り返し偏向光ビーム１６を偏向走査させる本発明の光走査装置２０と、イエロー用現像器３３Ｙ、マゼンタ用現像器３３Ｍ、シアン用現像器３３Ｃ、ブラック用現像器３３Ｋを回転中心の周りで回転切り換え可能に配置したロータリー現像装置３４とを配置してなるもので、像担持体３１に帯電手段３２によって一様に帯電され、光走査装置２０からの偏向光ビーム１６で露光放電されることにより形成された静電潜像は、ロータリー現像装置３４の順に選択した何れかの現像器３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃ、３３Ｋでトナー像として現像される。このようにして順に形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、黒の各トナー像は、一次転写部材（転写ローラ）３５に印加される一次転写バイアスにより中間転写ベルト３６上に順次一次転写が繰り返され、中間転写ベルト３６上で順次重ね合わされてフルカラーとなったトナー像は、二次転写ローラ３７において用紙等の記録媒体Ｐに二次転写され、定着ユニット３８の定着ローラ対を通ることで記録媒体Ｐ上に定着され、排紙ローラ対３９によって、装置上部に形成された排紙トレイ４０上へ排出される。なお、図中、符号４１は給紙ユニットであり、記録媒体Ｐが積層保持されている給紙カセット４２と、給紙カセット４２から記録媒体Ｐを一枚ずつ給送するピックアップローラ４３とからなる給紙部を備えている。
【００２３】
ここで、この画像形成装置３０において、光走査装置２０はロータリー現像装置３４の重力方向の略下方に配置されているため、現像器３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃ、３３Ｋからこぼれたトナーで汚染されやすく、そのため、図５を用いて説明したように、回転多面鏡１の各反射面２の回転方向先端側２’が汚れやすい。したがって、このような環境にある光走査装置２０に本発明に基づく光走査装置を用いることで、使用時間が相当程度経過しても、画像の濃淡むらや色むらが発生し難くなる。
【００２４】
以上、本発明の光走査装置とそれを用いた画像形成装置をその原理と実施例に基づいて説明してきたが、本発明はこれら実施例に限定されず種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】偏向反射面に入射する光ビームがＰ偏光の場合の本発明による光走査装置の配置を示す光路図である。
【図２】偏向反射面に入射する光ビームがＳ偏光の場合の本発明による光走査装置の配置を示す光路図である。
【図３】図１の配置の場合に回転多面鏡の偏光反射面が塵、埃等で汚れた状態での光ビームの入射角に対する反射光量の分布の１例を示す。
【図４】図２の配置の場合に回転多面鏡の偏光反射面が塵、埃等で汚れた状態での光ビームの入射角に対する反射光量の分布の１例を示す。
【図５】回転多面鏡の各反射面がその回転により汚れる理由を説明するための図である。
【図６】一定時間稼働した回転多面鏡の各反射面の汚れによる反射光量の反射面上の位置に依存した低下を示す図である。
【図７】回転多面鏡の反射面のＳ偏光、Ｐ偏光の入射角による反射率の依存性を示す図である。
【図８】本発明の電子写真プロセスを用いた画像形成装置（電子写真レーザープリンター）の１実施例の全体構成を示す模式的断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１…回転多面鏡
２…偏光反射面
２’…反射面の主に境界エッジ部の下流側（反射面回転方向先端側）
３…エッジ部
４…空気流
１１…光源
１２…照明レンズ
１３…走査光学系
１４…被走査面（感光体）
１５…偏光反射面への入射光ビーム
１６…偏向光ビーム
３０…画像形成装置（電子写真レーザープリンター）
３１…像担持体（感光体ドラム）
３２…帯電手段
２０…光走査装置
３３Ｙ…イエロー用現像器
３３Ｍ…マゼンタ用現像器
３３Ｃ…シアン用現像器
３３Ｋ…ブラック用現像器
３４…ロータリー現像装置
３５…一次転写部材（転写ローラ）
３６…中間転写ベルト
３７…二次転写ローラ
３８…定着ユニット
３９…排紙ローラ対
４０…排紙トレイ
４１…給紙ユニット
４２…給紙カセット
４３…ピックアップローラ
Ｐ…記録媒体
【図１】
2005300815.tif 000003
【図２】
2005300815.tif 000004
【図３】
2005300815.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005300815.tif 000009
【図８】
2005300815.tif 000010